激光切割已广泛应用在长安福特全系车型前轮毂减震包制造工艺上。但由于制造过程的复杂性以及众多的影响因素, 为了满足质量要求, 稳定正常生产, 以根部挂渣高度和切缝下部分倾斜条纹区域所占板厚比例来表征切缝质量, 系统研究了激光功率M, 切割速度v, 离焦量f对切缝质量的影响。采用响应曲面法试验设计, 建立评价指标与试验参数之间的回归模型, 并运用目标优化的方法对模型进行优化。结果表明, 试验因素组合激光功率3 408 W, 切割速度43.1 mm/s, 离焦量-3.27 mm时可获得最优的切缝质量。研究为全新车型投产提供工艺调试和质量优化的依据。

为了探究中厚板铝合金光纤激光切割工艺特性, 开展了光纤激光切割8 mm厚AA2219铝合金工艺实验, 系统研究了激光功率、切割速度、离焦量和辅助气压等工艺参数对切缝质量的影响。以根部挂渣高度和切缝下部分倾斜条纹区域所占板厚比例来表征切缝质量。实验结果表明, 激光功率和辅助气压是影响切缝质量的最主要的工艺参数, 当激光功率增大至5.4 kW、辅助气压取值范围增大至1100~1500 kPa时, 切缝挂渣量最少。最后, 为了进一步提高中厚度铝合金激光切割质量, 根据空气动力学原理, 利用流体力学模拟设计并制作了简易Laval喷嘴, 采用该喷嘴进行实验发现, 切缝表面倾斜条纹区域范围从0.5降至0.14, 而挂渣高度变化较小。

采用3 000 W光纤激光器对5 mm紫铜板进行切割, 分别研究了激光器功率、切割速度、辅助气体压力、离焦量的变化对切割质量(包括切缝宽度、热影响区域宽度、断面粗糙度, 挂渣量等)的影响规律, 并利用正交实验确定影响切割缝宽和断面粗糙度的因素主次关系, 优化出最佳切割参数。实验结果表明, 采用功率2 600 W, 速度1.4 m/min, 氧气压力16 bar, 负离焦4 mm的参数切割5 mm紫铜板可以得到切缝窄、断面光滑、无挂渣的良好切割质量。